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Recent progress of fiber-shaped batteries towards wearable application 被引量:1
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作者 LI Yuan WANG Yi-bo +7 位作者 ZHANG Hao ZHAO Peng-cheng CHEN Long MA Jun CHEN Xi-bang LIN Zhi-hong QIU Jing-yi CAO Gao-ping 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2022年第9期2837-2856,共20页
Rapid development of portable or wearable devices, which is inspired by requirements of instant messaging,health monitoring and handling official business, urgently demands more tiny, flexible and light power sources.... Rapid development of portable or wearable devices, which is inspired by requirements of instant messaging,health monitoring and handling official business, urgently demands more tiny, flexible and light power sources. Fibershaped batteries explored in recent years become a prospective candidate to satisfy these demands. With 1D architecture,the fiber-shaped batteries could be adapted to various deformations and integrated into soft textile and other devices.Numerous researches have been reported and achieved huge promotion. To give an overview of fiber-shaped batteries,we summarized the development of fiber-shaped batteries in this review, and discussed the structure and materials in fiber-shaped batteries. The flexibility of batteries with the potential application of the batteries was also exhibited and showed the future perspective. Finally, challenges in this field were discussed, hoping to reveal research direction towards further development of fiber-shaped batteries. 展开更多
关键词 flexible electronic device fiber-shaped battery flexible electrodes wearable application
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可印刷柔性传感器在人体健康监测中的研究进展 被引量:1
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作者 邵艳秋 任婷 +7 位作者 王迪 姬旭 柳林 杨荟 杨皓婷 张吉振 陶金龙 孔娜 《材料导报》 北大核心 2025年第12期24-32,共9页
随着可穿戴技术的迅速发展,可印刷柔性传感器作为一种创新的传感器制备方法,已在人体健康监测领域取得了显著的研究进展。本文综述了可印刷柔性传感器在人体健康监测中的研究现状,从印刷方式、传感机制以及材料性质等角度出发,并结合可... 随着可穿戴技术的迅速发展,可印刷柔性传感器作为一种创新的传感器制备方法,已在人体健康监测领域取得了显著的研究进展。本文综述了可印刷柔性传感器在人体健康监测中的研究现状,从印刷方式、传感机制以及材料性质等角度出发,并结合可印刷柔性传感器的灵敏度、稳定性、重现性等方面对目前的可印刷柔性传感器展开了系统的总结。最后,进一步讨论了可印刷柔性传感器在新型可穿戴电子设备和人体疾病防控等领域的应用,并展望了可印刷柔性传感器在实际应用和发展过程中面临的一些挑战。 展开更多
关键词 柔性传感器 健康监测 导电材料 可穿戴设备
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镓基液态金属柔性传感器在医疗领域应用进展与挑战
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作者 孙英 张嘉琪 +1 位作者 田梓烨 刘卫朋 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第6期17-31,共15页
在医疗领域中,传统传感器在使用时存在佩戴不适、信号衰减以及侵入性并发症等问题,而镓基液态金属柔性传感器凭借高导电性、柔韧性及生物相容性等独特优势,在医疗检测领域展现出了巨大的潜力。重点介绍了镓基液态金属柔性传感器在医疗... 在医疗领域中,传统传感器在使用时存在佩戴不适、信号衰减以及侵入性并发症等问题,而镓基液态金属柔性传感器凭借高导电性、柔韧性及生物相容性等独特优势,在医疗检测领域展现出了巨大的潜力。重点介绍了镓基液态金属柔性传感器在医疗检测领域的4种创新应用与技术进展。在生命体征感知方面,可实现对脉搏、呼吸、体表压力等动态生理参数的实时连续监测,为疾病早期预警提供数据支撑;在运动功能感知方面,能精准检测关节运动轨迹、吞咽功能协调性及肌肉力量等,为神经肌肉系统疾病的康复评估提供依据;在体表多参数感知方面,可无创检测体表温度、汗液成分等,为代谢异常等健康问题的早期识别提供新的技术路径;在深层电生理参数感知方面,突破了传统体内神经、脑电等微弱信号的采集瓶颈,为神经疾病诊疗提供了新型工具。深入剖析了镓基液态金属柔性传感器在疾病预警、术后监护、康复管理及个性化诊疗中的实际效果。总结了实际应用中面临的封装可靠性、多物理场信号串扰及微弱信号采集等挑战,并探讨了相应的优化策略。最后,对镓基液态金属柔性传感器在医疗领域中的研究前景进行了展望。 展开更多
关键词 镓基液态金属 柔性传感器 医疗领域 无创检测 可穿戴设备
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柔性触觉传感器智能感知技术与应用研究进展 被引量:1
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作者 尹宝凡 杨静 +1 位作者 李少波 胡建军 《传感技术学报》 北大核心 2025年第1期1-20,共20页
柔性触觉传感器在信号检测、灵敏度和可拉伸性方面取得了快速发展,展现出在人体活动监测、个人医疗、人机交互和电子皮肤等领域广泛应用的前景。首先,对压阻式、压容式、压电式和摩擦式触觉传感器的基本原理进行了调研,包括结构设计、... 柔性触觉传感器在信号检测、灵敏度和可拉伸性方面取得了快速发展,展现出在人体活动监测、个人医疗、人机交互和电子皮肤等领域广泛应用的前景。首先,对压阻式、压容式、压电式和摩擦式触觉传感器的基本原理进行了调研,包括结构设计、功能材料和性能参数的最新进展。然后,详细分析了柔性触觉传感器在人体活动监测、个人医疗、人机交互和电子皮肤应用场景中的研究现状。最后,指出了柔性触觉传感器研究过程中所面临的挑战,并提出了未来的发展方向。 展开更多
关键词 柔性触觉传感器 电子皮肤 触觉感知 可穿戴电子设备 柔性器件
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可穿戴柔性水凝胶传感器的研究进展 被引量:2
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作者 周金利 王晨晓 +6 位作者 郑俊杰 王赛娅 樊蒙召 李云飞 杨朝然 邢瀚元 曹骏晨 《工程塑料应用》 北大核心 2025年第4期167-172,共6页
穿戴柔性水凝胶传感器作为新型智能传感器,因在健康监测、环境感知和运动跟踪等领域的广泛应用潜力,受到越来越多的关注。水凝胶材料因具有优异的生物兼容性、柔韧性、透气性和高水合特性,成为柔性电子设备的理想选择。首先介绍了水凝... 穿戴柔性水凝胶传感器作为新型智能传感器,因在健康监测、环境感知和运动跟踪等领域的广泛应用潜力,受到越来越多的关注。水凝胶材料因具有优异的生物兼容性、柔韧性、透气性和高水合特性,成为柔性电子设备的理想选择。首先介绍了水凝胶的交联机制和传感原理,其次分析了天然水凝胶、合成水凝胶、杂化水凝胶在可穿戴柔性传感器中的应用特点并简述了水凝胶传感器的制备方法,包括3D打印技术、自组装技术、微纳米加工技术、自由基聚合法、逐步聚合法、微波辅助法、溶剂蒸发法和气相沉积法,这些方法进一步拓宽了柔性水凝胶传感器的应用范围。最后,总结了可穿戴柔性水凝胶传感器在运动与健康、电子皮肤、人机交互领域的应用。 展开更多
关键词 可穿戴设备 柔性水凝胶 传感器 传感机理 应用拓展
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高强度、耐低温水凝胶的制备及在柔性可穿戴设备中的应用
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作者 孔宪华 杜全斌 王亮 《材料科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期308-313,共6页
基于柔性的可拉伸传感器是可穿戴设备或软机器人中下一代传感系统的关键组件。为了解决柔性材料强度低、低温耐受性差等问题,本研究基于聚丙烯酰胺和共晶溶剂(PAAm/DES)成功合成了一种具有优异性能的离子导电水凝胶。结果表明,PAAm/DES... 基于柔性的可拉伸传感器是可穿戴设备或软机器人中下一代传感系统的关键组件。为了解决柔性材料强度低、低温耐受性差等问题,本研究基于聚丙烯酰胺和共晶溶剂(PAAm/DES)成功合成了一种具有优异性能的离子导电水凝胶。结果表明,PAAm/DES水凝胶表现出良好的力学性能,其拉伸应力为0.95~3.2 MPa,对应的拉伸应变为550%~1200%。此外,PAAm/DES水凝胶具有极佳的黏附能力,可以完美的和不同材料进行贴合。PAAm/DES水凝胶还表现出低温耐受性,在-20℃的环境下仍然提供90 mS·m^(-1)的电导率。同时,在低温环境下PAAm/DES水凝胶显示出稳定的信号响应,在500次的拉伸循环中保持不变的信号响应。 展开更多
关键词 柔性传感器 可穿戴设备 耐低温 水凝胶
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柔性湿度传感器的研究进展
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作者 贾正伟 《天津工业大学学报》 北大核心 2025年第3期100-108,共9页
为推进智能可穿戴设备的核心传感单元柔性湿度传感器的研究与应用,重点剖析了高分子聚合物基、纸基、织物基、纱线基等柔性材料的设计策略,以及湿法纺丝、浸渍、喷涂、喷墨打印、印刷、折叠、缝纫、刺绣、编织等制造技术对传感器灵敏度... 为推进智能可穿戴设备的核心传感单元柔性湿度传感器的研究与应用,重点剖析了高分子聚合物基、纸基、织物基、纱线基等柔性材料的设计策略,以及湿法纺丝、浸渍、喷涂、喷墨打印、印刷、折叠、缝纫、刺绣、编织等制造技术对传感器灵敏度与响应速度的提升机制,并系统综述了柔性湿度传感器在呼吸监测、汗液监测、伤口监测、运动监测等领域的应用进展,同时指出未来研究需聚焦多功能异质集成、自供电技术融合、生物相容性优化等方向,结合人工智能算法实现数据驱动的智能感知,以推动柔性湿度传感器在个性化医疗、智能运动装备等场景的深度应用。 展开更多
关键词 柔性湿度传感器 柔性材料 制造技术 可穿戴设备 智能监测
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离子型柔性压力传感器研究进展
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作者 杨伟平 王润 +1 位作者 周丽娟 梁敬业 《化工新型材料》 北大核心 2025年第3期8-12,共5页
传统的刚性传感器由于难以集成到柔性电子器件中且不能适应复杂变形环境等问题,应用受到严重限制,制备基于人类自然感知能力的柔性压力传感器是解决上述问题的有效途径之一。概述了压阻式、电容式、压电式柔性压力传感器的工作机理,从... 传统的刚性传感器由于难以集成到柔性电子器件中且不能适应复杂变形环境等问题,应用受到严重限制,制备基于人类自然感知能力的柔性压力传感器是解决上述问题的有效途径之一。概述了压阻式、电容式、压电式柔性压力传感器的工作机理,从传感层所使用的离子活性材料和微结构设计的角度重点介绍了离子型柔性压力传感器的研究现状,综述了离子型柔性压力传感器在电子皮肤、医疗健康、运动检测等方面的应用。 展开更多
关键词 离子型 离子凝胶 柔性传感器 压力传感器 可穿戴电子设备
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汗液发电:原理、器件结构及应用
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作者 戴江炫 姬文辉 +2 位作者 卢嘉铖 谢瑞杰 李林 《材料导报》 北大核心 2025年第2期1-16,共16页
可穿戴设备作为一种新兴科技产品,已在健康监测、人机交互和航天航空等领域展现出巨大的应用潜力。然而,大多数可穿戴设备的能源供给方式仍采用传统的纽扣电池或锂电池组供电,此类电池刚性大、体积臃肿、储能量有限、寿命短,严重限制了... 可穿戴设备作为一种新兴科技产品,已在健康监测、人机交互和航天航空等领域展现出巨大的应用潜力。然而,大多数可穿戴设备的能源供给方式仍采用传统的纽扣电池或锂电池组供电,此类电池刚性大、体积臃肿、储能量有限、寿命短,严重限制了可穿戴设备的应用及推广。人体排汗的连续性以及汗液中包含了大量的电解质和代谢物,使得汗液成为可穿戴器件持续能源供给的潜在来源。汗液电池是一种利用人体汗液作为燃料进行供电的新型技术,具有轻薄柔软、反应条件温和、生物相容性高、可穿戴等优点。本综述旨在全面总结汗液电池的工作原理、材料特性、器件结构与最新进展,以期为柔性汗液电池的发展提供参考。 展开更多
关键词 汗液发电 柔性可穿戴器件 水伏效应 生物燃料电池
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柔性可穿戴设备用于慢性伤口处理的研究进展
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作者 杨扬 陈德凤 +4 位作者 彭婉琳 董旭辉 李蓓 李佳宝 何梦欣 《护理学杂志》 北大核心 2025年第4期111-115,共5页
柔性可穿戴设备在慢性伤口处理中的优势集中于动态监测、按需治疗、远程协作等方面,具有降低慢性伤口管理成本,提升慢性伤口护理效率等作用。该文对柔性可穿戴设备的概念,其在慢性伤口状态监测、治疗方面的应用现状及其面临的问题进行综... 柔性可穿戴设备在慢性伤口处理中的优势集中于动态监测、按需治疗、远程协作等方面,具有降低慢性伤口管理成本,提升慢性伤口护理效率等作用。该文对柔性可穿戴设备的概念,其在慢性伤口状态监测、治疗方面的应用现状及其面临的问题进行综述,分析在国内慢性伤口患者中推广柔性可穿戴设备所面临的问题,旨在为提升慢性伤口的护理质量提供借鉴。 展开更多
关键词 慢性伤口 柔性可穿戴设备 伤口护理 伤口监测 伤口愈合 综述文献
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针织柔性传感器在智能纺织品中的应用与研究
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作者 季勇 仇明慧 +1 位作者 龚德山 张华 《针织工业》 北大核心 2025年第9期21-25,共5页
为更好地了解针织柔性传感器在智能纺织品领域中的应用与研究进展,综述国内外近年来针织柔性传感器研究成果。重点评述针织柔性传感器关键技术及特点,并着重分析其在智能纺织品以及可穿戴设备中的应用现状。针织柔性传感器在智能纺织品... 为更好地了解针织柔性传感器在智能纺织品领域中的应用与研究进展,综述国内外近年来针织柔性传感器研究成果。重点评述针织柔性传感器关键技术及特点,并着重分析其在智能纺织品以及可穿戴设备中的应用现状。针织柔性传感器在智能纺织品领域具有巨大潜力,随着技术不断进步和创新,针织柔性传感器将在智能纺织品中发挥更大作用,为消费者提供更智能化、便捷和舒适的体验。这些展望和发展方向将为实现针织柔性传感器在智能纺织品领域的低能耗、高效率制备以及高值化利用提供参考。 展开更多
关键词 针织 柔性传感器 智能纺织品 可穿戴设备 人工智能
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纤维及织物基电化学传感器与水系电池的研究进展与展望
12
作者 梁琦敏 鄢卓君 +2 位作者 李长昕 刘志锋 何思斯 《纺织学报》 北大核心 2025年第5期89-95,共7页
为促进可穿戴传感技术与智能织物的融合,提升柔性传感器的穿戴舒适度与安全性,推动医疗保健模式向个性化、主动化和简约化方向发展,围绕纤维及织物基电化学传感器及其供能单元柔性水系电池的结构设计和功能进行了探讨。介绍了纤维基和... 为促进可穿戴传感技术与智能织物的融合,提升柔性传感器的穿戴舒适度与安全性,推动医疗保健模式向个性化、主动化和简约化方向发展,围绕纤维及织物基电化学传感器及其供能单元柔性水系电池的结构设计和功能进行了探讨。介绍了纤维基和织物基电化学传感器在监测汗液中离子和分子方面的制备方法与研究进展;以及作为供能单元的基于液态/凝胶态水系电解质的纤维基和织物基柔性电池的研究进展。讨论了当前纤维及织物基电化学传感器与柔性水系电池面临的问题,并对二者的结合进行了展望,旨在为可穿戴智能织物在健康管理领域的应用提供理论和技术参考。 展开更多
关键词 纤维器件 智能织物 电化学传感器 水系电池 柔性可穿戴 健康管理
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柔性无机电致发光器件及其在智能纺织品上的应用进展 被引量:4
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作者 朱杰 杨群 +7 位作者 陶思轩 周卫冕 崔进 张宁 苏娟 徐丽慧 潘虹 王际平 《丝绸》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期60-69,共10页
柔性无机电致发光器件具有发光效率高、响应速度快、制备成本低、发光稳定等特点,可以实现柔性显示、智能传感等功能,在智能手机、电子皮肤、智能可穿戴等领域有着广泛的应用前景。而纺织材料的柔性、可穿戴性及成熟的加工技术使其成为... 柔性无机电致发光器件具有发光效率高、响应速度快、制备成本低、发光稳定等特点,可以实现柔性显示、智能传感等功能,在智能手机、电子皮肤、智能可穿戴等领域有着广泛的应用前景。而纺织材料的柔性、可穿戴性及成熟的加工技术使其成为柔性电致发光器件的优良载体。柔性无机电致发光器件主要包括硫化锌柔性电致发光器件、钙钛矿基柔性电致发光器件和其他无机发光材料基柔性电致发光器件,其与纺织材料的结合方法主要包括印刷、涂层、层压及编织等。因此,文章从无机电致发光材料出发,对其发展历程、设计思路、制备方法、发光原理及其在纺织品上的应用及存在的问题和面临的挑战进行综述,并对基于电致发光技术的智能可穿戴纺织品应用及发展展开讨论,以更好地推进智能纺织品的发展。 展开更多
关键词 无机电致发光 柔性器件 发光效率 智能纺织品 可穿戴 亮度
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柔性可持续穿戴的肺音信号监测听诊贴研究 被引量:3
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作者 黄晨凯 车波 +2 位作者 刘磊 朱霖霖 邓林红 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第5期27-30,共4页
针对当前数字听诊器在长时间穿戴监测方面的不足,研制了一种具有可延展电路结构、可紧密贴合的柔性肺音无线听诊贴。对听诊贴的前端进音腔室、体表贴合性、可延展电路结构的力学-电学性能以及信号降噪方面展开研究。结果表明:该柔性听... 针对当前数字听诊器在长时间穿戴监测方面的不足,研制了一种具有可延展电路结构、可紧密贴合的柔性肺音无线听诊贴。对听诊贴的前端进音腔室、体表贴合性、可延展电路结构的力学-电学性能以及信号降噪方面展开研究。结果表明:该柔性听诊贴可贴合体表,可延展电路在体表动态环境中力学-电学性能稳定,最后对采样的肺音信号经过小波阈值降噪后信噪比显著提高,实现了持续动态监测的可穿戴数字化听诊,可为后续肺部的持续诊疗工作提供一定的研究价值。 展开更多
关键词 柔性电路 数字听诊器 可穿戴器件 肺音信号 小波分析
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柔性可穿戴超声传感器研究进展 被引量:2
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作者 苗驰 刘皓 王探宇 《针织工业》 北大核心 2024年第12期88-93,共6页
探讨柔性可穿戴超声传感器技术进展。介绍超声传感器原理;分析以纺织品等柔性材料作为传感器基底的超声传感器主要特点,分析导体的可拉伸性与压电材料对制备柔性超声传感器的重要性;综述柔性可穿戴超声传感器在血压监测、血流速度监测... 探讨柔性可穿戴超声传感器技术进展。介绍超声传感器原理;分析以纺织品等柔性材料作为传感器基底的超声传感器主要特点,分析导体的可拉伸性与压电材料对制备柔性超声传感器的重要性;综述柔性可穿戴超声传感器在血压监测、血流速度监测和扫描成像方面的技术现状与应用;总结分析柔性可穿戴超声传感器开发、应用研究中亟待解决的问题。研究认为:柔性可穿戴超声传感器具有柔软、透气、可高度集成等特点,在智能可穿戴领域具有广阔发展前景,小型化、集成化柔性可穿戴超声传感器是未来发展趋势。 展开更多
关键词 可穿戴电子设备 柔性传感器 超声检测 医疗健康 智能纺织品
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柔性透明二维光电器件在智能化信息领域中的应用 被引量:1
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作者 李洋 崔楠 +3 位作者 傅年庆 陈有辰 潘书生 林生晃 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第7期1087-1105,共19页
随着新型智能化电子技术的快速发展,人们对高性能、轻薄、柔性消费型电子产品的需求日益迫切。传统的硬质硅基器件难以满足可穿戴设备、电子皮肤等领域对电子元件的特殊需求,二维(2D)材料因优异的光电性质在新兴电子产业中备受瞩目,因... 随着新型智能化电子技术的快速发展,人们对高性能、轻薄、柔性消费型电子产品的需求日益迫切。传统的硬质硅基器件难以满足可穿戴设备、电子皮肤等领域对电子元件的特殊需求,二维(2D)材料因优异的光电性质在新兴电子产业中备受瞩目,因此开发柔性透明2D光电器件成为前沿科技中的热门研究领域。本文详细介绍了柔性透明2D光电器件中的2D材料、透明电极、柔性透明衬底/介电层等关键构成,综合论述了关于柔性透明晶体管、光电探测器、传感器、电容器等器件在可穿戴电子、透明智能显示、医疗监测等领域中的广泛应用前景。最后,总结展望了柔性透明2D光电器件目前所面临的挑战与发展前景。相信随着材料科学、纳米技术和制造工艺的不断革新与发展,柔性透明电子技术将会更加成熟、可靠,为人类生活带来更多便利和可能性。 展开更多
关键词 二维材料 柔性透明电子 光电器件 可穿戴设备 健康监测 智能化技术
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柔性相变复合材料及其应用研究进展 被引量:7
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作者 董涧锟 师文钊 +1 位作者 刘瑾姝 陆少锋 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期179-190,共12页
柔性相变复合材料因其兼具优异的相变储能特性、耐受外力形变的柔性及与控温器件复合的可加工性,在智能材料开发中受到研究者的广泛关注。文中详述了通过聚合物网络共混、多孔骨架吸附及相变分子结构设计等3种支撑结构策略制备柔性相变... 柔性相变复合材料因其兼具优异的相变储能特性、耐受外力形变的柔性及与控温器件复合的可加工性,在智能材料开发中受到研究者的广泛关注。文中详述了通过聚合物网络共混、多孔骨架吸附及相变分子结构设计等3种支撑结构策略制备柔性相变复合材料的研究现状;总结了其在电池热管理器件、可穿戴电子器件和柔性传感器等领域的应用;最后,对柔性相变复合材料的研究重点和未来发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 柔性相变复合材料 支撑结构 热能储存 电池热管理器件 可穿戴电子器件 柔性传感器
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3D打印球冠式摩擦电自供能压缩传感结构及应用
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作者 栾丛丛 王振威 +2 位作者 纪毓杨 姚鑫骅 傅建中 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期258-267,共10页
针对柔性可穿戴器件对压缩应变传感的需求,利用摩擦纳米发电机摩擦生电的原理,设计可监测压缩应变的球冠式自供能压缩传感结构,以尼龙布和硅胶为正负摩擦材料,基于硬度差异化硅胶材料设计策略,实现球冠摩擦接触面积的压缩可变性,并阐释... 针对柔性可穿戴器件对压缩应变传感的需求,利用摩擦纳米发电机摩擦生电的原理,设计可监测压缩应变的球冠式自供能压缩传感结构,以尼龙布和硅胶为正负摩擦材料,基于硬度差异化硅胶材料设计策略,实现球冠摩擦接触面积的压缩可变性,并阐释其自供能压缩传感的原理;配制3种硅胶打印墨水,采用自主研发的多喷头硅胶直写3维(3D)打印工艺与设备,制造相应的自供能压缩应变传感结构;借助冷场发射扫描电子显微镜对摩擦球冠的横截面形貌进行表征,分析不同硬度硅胶间的界面黏结性能;搭建可实现往复运动的压缩实验装置,通过实验研究球冠尺寸参数和压缩应变对传感输出电性能的影响规律。实验结果表明:3D打印球冠式摩擦电自供能压缩传感结构的最大压缩应变输出电信号随支撑球冠高度的增大而增大;开路电压、电荷转移量和短路电流均与压缩应变呈正相关,当压缩应变由7%增至35%时,开路电压峰值由5.3V增至22.2V,且具有良好的循环耐久稳定性。最后,以该球冠式自供能压缩应变传感结构为基础,设计一款自供能传感鞋垫,并探索其在步态监测和足底压力分布监测方面的传感性能,获得了良好的应用效果。研究内容为可穿戴柔性摩擦电式自供能压缩应变传感结构的一体化设计制造提供新思路与新工艺。 展开更多
关键词 柔性传感 3D打印 自供能 压缩传感 可穿戴器件
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一种前臂内外旋震颤抑制装置结构设计 被引量:1
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作者 刘洪昆 侯瑞麟 +1 位作者 袁泽浩 王扬威 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第7期1309-1316,共8页
针对外骨骼机器人在仿生性、便携性及人机交互性上的问题,在分析人体前臂进行内外旋过程中尺-桡骨运动机理的基础上,提出了一种利用形状记忆合金(SMA)弹簧驱动的人体前臂可穿戴的柔性外骨骼装置。首先,根据人体在发生静止性震颤时前臂... 针对外骨骼机器人在仿生性、便携性及人机交互性上的问题,在分析人体前臂进行内外旋过程中尺-桡骨运动机理的基础上,提出了一种利用形状记忆合金(SMA)弹簧驱动的人体前臂可穿戴的柔性外骨骼装置。首先,根据人体在发生静止性震颤时前臂肌肉中旋前圆肌、旋前方肌、旋后肌的运动机理,利用软件SolidWorks设计出了一种符合人体生物力学的外骨骼装置;然后,根据SMA弹簧收缩力与轴向拉伸长度的关系,对SMA弹簧进行了通电加热,弹簧产生的收缩力带动外骨骼装置完成对静止性震颤的被动抑制;最后,通过电机带动木质假手震动来模拟患者的发病状态,并借助Vicon动态捕捉系统记录前臂表面所贴附荧光球的运动数据。研究结果表明:前臂内外旋的角度有明显的下降,当分别将SMA弹簧拉伸至100 mm和120 mm时,其内外旋角度绝对平均值分别平均下降了45.07%和61.39%,该外骨骼装置可有效控制患者在震颤过程中的病症。该外骨骼的仿生性和柔顺性符合人体前臂的运动特性,其轻质、便携性可提高日常生活活动中的辅助效果,为上肢康复医疗领域提供新的视角和方法。 展开更多
关键词 可穿戴医疗设备 柔性外骨骼装置 弹簧驱动装置 震颤抑制特性 形状记忆合金(SMA) SOLIDWORKS 仿生性 运动捕捉
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针织一体成形电容传感器设计及其性能
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作者 李露红 罗天 丛洪莲 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期80-88,共9页
针对柔性电容传感器的电极易暴露于外界环境和穿着舒适性差等问题,提出一种表面绝缘电极与介质层一体成形的针织电容传感器设计方法。进一步对传感器的力学性能、表面绝缘性能和传感性能进行探究,揭示了织物厚度与间隔丝直径对其性能的... 针对柔性电容传感器的电极易暴露于外界环境和穿着舒适性差等问题,提出一种表面绝缘电极与介质层一体成形的针织电容传感器设计方法。进一步对传感器的力学性能、表面绝缘性能和传感性能进行探究,揭示了织物厚度与间隔丝直径对其性能的影响。研究发现,织物厚度越大,间隔丝直径越小的传感器综合性能越好,其中厚度为8.0 mm、间隔丝直径为0.15 mm的传感器表现最佳,其灵敏度为0.033 kPa^(-1),并且具有较低的迟滞性和快速响应时间,对不同性质输入信号(不同压缩距离和不同压缩频率)均具有良好的分辨响应能力,且具有2 000次循环内的重复稳定性,在手部动作识别及液体称重场景展现出较好的压力传感能力。该传感器降低了生产成本,且应用过程中信号稳定,在可穿戴、医疗监测及人机交互界面展现出巨大的应用潜力。 展开更多
关键词 针织 柔性电极 间隔织物 电容式传感器 传感性能 可穿戴柔性设备 棉纱 锦纶
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